理論聯(lián)系實(shí)際在生物化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐與思考

張 偉，袁 櫟，陳園園，陳 芳，張亞琴，吳倜珺

(南京醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系， 南京 211166； △通訊作者)

生物化學(xué)是生命科學(xué)的重要基礎(chǔ)學(xué)科，是醫(yī)學(xué)院校幾乎所有專業(yè)都開設(shè)的一門必修課[1]。21世紀(jì)以來(lái)，生物化學(xué)的理論和技術(shù)已滲透至基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)和臨床醫(yī)學(xué)各個(gè)領(lǐng)域，是現(xiàn)代生命科學(xué)的共同語(yǔ)言；同時(shí)，也給課程教學(xué)帶來(lái)一些難題，主要表現(xiàn)為授課內(nèi)容廣深、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、邏輯關(guān)系不顯著等，加之學(xué)時(shí)有限，致使生物化學(xué)課程教學(xué)難度進(jìn)一步提高，學(xué)生不易真正理解與掌握[2，3]?！袄碚撀?lián)系實(shí)際”是一切實(shí)踐活動(dòng)的指導(dǎo)方針[4]。生物學(xué)、化學(xué)知識(shí)均源自自然和生活，因此，只要教師在生物化學(xué)課堂傳授中貫徹理論聯(lián)系實(shí)際的原則，緊扣臨床與生活實(shí)際，合理地將生物化學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)與日常事物緊密聯(lián)系，就可幫助學(xué)生透徹理解重要知識(shí)點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生借助于生物化學(xué)知識(shí)處理常見的健康問(wèn)題，讓學(xué)生學(xué)以致用，有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加課堂參與度，摒除考試前“死記硬背”“臨時(shí)抱佛腳”等陋習(xí)，進(jìn)而促進(jìn)生物化學(xué)教學(xué)質(zhì)量大幅提升。筆者以酮體的代謝為例，闡述借助于理論聯(lián)系實(shí)際的教學(xué)方法革新生物化學(xué)教學(xué)模式的思路與實(shí)踐。

1 教學(xué)背景

1.1 教學(xué)內(nèi)容分析

酮體是脂肪酸在肝臟線粒體內(nèi)氧化分解為乙酰CoA后轉(zhuǎn)變而成的重要中間產(chǎn)物，包括乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮(微量)。生理情況下，肝細(xì)胞持續(xù)合成低水平的酮體，但在禁食期間酮體生成增多。乙酰乙酸和β-羥丁酸可經(jīng)血液運(yùn)輸?shù)礁瓮饨M織，重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，經(jīng)由三羧酸循環(huán)被氧化，為外周組織提供能源。酮體的生成與利用是脂肪酸氧化分解中的教學(xué)重點(diǎn)，亦是難點(diǎn)。臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)的學(xué)生應(yīng)該掌握酮體的類型、來(lái)源、去路以及作用特點(diǎn)，熟悉酮體異常增高時(shí)(如重癥糖尿病患者)發(fā)生酮癥酸中毒的機(jī)制。

1.2 學(xué)情分析

本課程的授課對(duì)象為大一、大二年級(jí)的醫(yī)科院校本科學(xué)生。學(xué)生此時(shí)正在學(xué)習(xí)基礎(chǔ)化學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、人體解剖學(xué)、生理學(xué)等醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)課程，具有一定程度的知識(shí)儲(chǔ)備，對(duì)臨床疾病有濃厚的興趣。在本次課程前，學(xué)生已經(jīng)完成糖代謝和甘油三酯分解的學(xué)習(xí)，對(duì)糖、脂代謝過(guò)程有了較為系統(tǒng)的理解。酮體是脂肪酸在肝臟中分解代謝產(chǎn)生的重要中間產(chǎn)物，其生成受到飲食狀態(tài)、激素等多種因素的調(diào)節(jié)。在糖供應(yīng)不足時(shí)，酮體能夠代替糖，成為大腦、骨骼肌、心肌的重要能量來(lái)源；反之，當(dāng)糖代謝減弱或發(fā)生障礙時(shí)，脂肪酸氧化及酮體的生成均會(huì)增強(qiáng)，容易導(dǎo)致血液中酮體升高，造成酮癥酸中毒。因此，掌握酮體代謝過(guò)程及調(diào)節(jié)等相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)，有利于學(xué)生對(duì)糖、脂代謝相關(guān)生理、病理臨床意義的理解。本節(jié)課主要講授酮體的類型、酮體生成及利用的場(chǎng)所及關(guān)鍵步驟、酮體代謝的調(diào)節(jié)及代謝異常所致疾病，并且借助于案例討論引導(dǎo)學(xué)生從生物化學(xué)的角度開展臨床疾病病因的分析。教師最后需要強(qiáng)調(diào)理性看待體內(nèi)酮體水平，明白合理膳食、健康生活的重要性。

1.3 教學(xué)目標(biāo)

1.3.1 思想政治與情感目標(biāo) ①教師借助于針對(duì)不當(dāng)使用生酮減肥法引發(fā)疾病的真實(shí)案例分析，引導(dǎo)學(xué)生在日常生活中建立膳食均衡并結(jié)合運(yùn)動(dòng)的健康減重方式，關(guān)注生命健康。②教師培養(yǎng)學(xué)生建立具體問(wèn)題、具體分析的馬克思主義哲學(xué)辯證思維，在生活和學(xué)業(yè)中都要根據(jù)事情的不同情況采取不同措施，切勿盲目跟風(fēng)、一概而論。

1.3.2 知識(shí)目標(biāo) ①掌握酮體的定義、來(lái)源、去路以及作用特點(diǎn)。②熟悉酮癥酸中毒的病因。③了解糖尿病患者發(fā)生酮癥酸中毒的原因。

1.3.3 能力發(fā)展目標(biāo)與要求 ①教師通過(guò)介紹生酮減肥的理論依據(jù)，運(yùn)用問(wèn)題導(dǎo)向式、啟發(fā)式和講授式相結(jié)合的教學(xué)法，培養(yǎng)學(xué)生自主總結(jié)和獨(dú)立思維能力。②教師通過(guò)將酮體比作火柴，脂肪比作蠟燭，培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)想記憶的能力。③教師通過(guò)列舉1-2個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中利用生酮減肥卻獲得不同效果的案例，引導(dǎo)學(xué)生展開分析與討論，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移和溝通表達(dá)能力，加強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用相關(guān)生物化學(xué)知識(shí)綜合分析、理解、探討具體臨床疾病問(wèn)題的能力。

1.3.4 教學(xué)重、難點(diǎn) ①酮體的生成(結(jié)合糖代謝知識(shí)解釋為何酮體僅在禁食期間生成增多)。②酮體的利用(強(qiáng)調(diào)酮體肝內(nèi)生成、肝外利用的特性)。③酮體代謝的生理意義(生酮減肥的主要理論依據(jù))。④酮體代謝失調(diào)的致病機(jī)制(酮癥酸中毒；課程思政：科學(xué)選擇減肥方法)。

2 教學(xué)策略

2.1 充分聯(lián)系社會(huì)實(shí)際，增強(qiáng)學(xué)習(xí)過(guò)程的趣味性

教師以時(shí)下風(fēng)靡的“網(wǎng)紅”減肥手段生酮飲食為切入點(diǎn)，借助于膾炙人口的明星事例，勾起學(xué)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣；結(jié)合真人真事，用生動(dòng)易懂的語(yǔ)言向?qū)W生描述生酮減肥原理，在闡明酮體來(lái)源的同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考及總結(jié)酮體的作用特點(diǎn)，增加其課堂參與度。

2.2 借助于多媒體技術(shù)，助力教學(xué)內(nèi)容的形象化

教師結(jié)合動(dòng)畫、圖表等可視性強(qiáng)的多媒體元素，向?qū)W生詳細(xì)介紹酮體的具體類型、酮體生成與利用的生物化學(xué)過(guò)程，并借由將酮體比作火柴、脂肪比作蠟燭形象比喻，進(jìn)一步幫助學(xué)生加深對(duì)該部分知識(shí)點(diǎn)的理解與記憶。

2.3 溫故知新，促進(jìn)基礎(chǔ)與臨床學(xué)科知識(shí)的融合

教師結(jié)合學(xué)生已學(xué)習(xí)過(guò)的酮體代謝和糖代謝知識(shí)，介紹重癥糖尿病患者易發(fā)酮癥酸中毒的原因，既幫助學(xué)生鞏固了生物化學(xué)知識(shí)，又可為學(xué)生日后的臨床疾病專業(yè)課學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)學(xué)臨床與基礎(chǔ)學(xué)科間的融合。

2.4 借由真實(shí)案例，推進(jìn)醫(yī)學(xué)生的人文教育

教師借由錯(cuò)誤使用生酮飲食法進(jìn)而導(dǎo)致酮尿癥的真實(shí)病例，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注生命健康，選擇恰當(dāng)?shù)纳罘绞剑形鹈つ扛L(fēng)，做到具體問(wèn)題具體分析。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 課程導(dǎo)入

首先，生酮飲食是時(shí)下流行的一種號(hào)稱既不用運(yùn)動(dòng)，又不用餓肚子的“零付出”減肥法。教師告知學(xué)生，生酮飲食中的“酮”即代表酮體，正式引出本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容酮體；隨后，借助青年演員尹正利用生酮飲食法減肥瘦身的事例，展示尹正在其社交平臺(tái)上發(fā)布的“就是玩兒生酮日記”，引導(dǎo)學(xué)生思索酮體的來(lái)源。此處，教師借助超星APP等進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)，根據(jù)“就是玩兒生酮日記”中食物類型(脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物)占比提出問(wèn)題：生酮飲食中的酮體主要來(lái)自于哪一種類型的食物？

3.2 酮體的重要特征

在大部分學(xué)生已經(jīng)得出“酮體的來(lái)源是高脂肪食物”這一初步結(jié)論的基礎(chǔ)上，教師展示標(biāo)準(zhǔn)生酮食譜的配比和組成；之后，借助動(dòng)畫，簡(jiǎn)要介紹生酮減肥的理論依據(jù)，即機(jī)體在缺乏碳水化合物攝入的前提下，通過(guò)大量攝入高脂肪食物，迫使機(jī)體切換供能模式，主要利用脂肪酸在肝臟中分解產(chǎn)生大量乙酰輔酶A(即乙酰CoA)后，生成酮體這一小分子中間產(chǎn)物用于供能。

教師通過(guò)啟發(fā)式教學(xué)方法幫助學(xué)生總結(jié)酮體的四大特征(脂肪酸的分解產(chǎn)物；能源物質(zhì)；小分子；可經(jīng)由血液循環(huán)為肝外組織，如重要器官大腦供能)，此處進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)，提問(wèn)：為什么生成了酮體，就能夠達(dá)到減肥的效果呢？肝臟中的脂肪酸通過(guò)什么途徑產(chǎn)生乙酰CoA？學(xué)生根據(jù)剛剛了解到的生酮減肥原理，并進(jìn)一步獨(dú)立思考：酮體作為碳水化合物缺乏時(shí)的機(jī)體替代能源的關(guān)鍵原因是什么？酮體的主要特征是什么？

3.3 酮體的來(lái)源、類型、生成途徑、去路

首先，教師結(jié)合動(dòng)畫，講授酮體的生物化學(xué)定義，介紹酮體的三種類型及占比(乙酰乙酸、β-羥丁酸和丙酮)，此處進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)，提問(wèn)：酮體的具體生成途徑是什么？然后，教師借助動(dòng)畫等詳細(xì)介紹酮體生成以及重新轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA的代謝途徑，向?qū)W生提出肝臟本身缺乏利用酮體的酶系，因此無(wú)法利用肝內(nèi)產(chǎn)生的酮體供能，只能釋放出酮體為肝外組織供能，由此引出酮體作用的重要特點(diǎn)：肝內(nèi)生成，肝外利用。最后，教師借由將酮體比作小火柴，將脂肪比作蠟燭的比喻，形象地總結(jié)酮體生成與利用的生理意義，回答課堂伊始的問(wèn)題，做到前后呼應(yīng)。

3.4 酮血癥、酮癥酸中毒的發(fā)病機(jī)制

教師引入來(lái)自公眾號(hào)“齊魯壹點(diǎn)”的報(bào)道：39歲女高管不當(dāng)使用生酮減肥法引發(fā)酮尿癥的事例，讓學(xué)生知曉濫用生酮法減肥會(huì)導(dǎo)致酮體代謝紊亂，造成疾病，并思考其中的原因；此處進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)，借助于乙酰乙酸和β-羥丁酸的化學(xué)分子式，結(jié)合學(xué)生已經(jīng)掌握的化學(xué)、生理學(xué)知識(shí)，提出問(wèn)題：酮體主要由哪種性質(zhì)的化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成？酮體大量產(chǎn)生或及利用障礙導(dǎo)致的酮體蓄積會(huì)對(duì)人體內(nèi)環(huán)境產(chǎn)生什么樣的作用？

在學(xué)生獨(dú)立思考的基礎(chǔ)上，教師與其共同總結(jié)：酮體中乙酰乙酸和β-羥丁酸均為有機(jī)酸，這兩者在人體的大量蓄積會(huì)導(dǎo)致酸堿失衡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成代謝性酸中毒，由此，引入酮血癥和酮癥酸中毒這一疾病，介紹其危害性；此處進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)：酮癥酸中毒是一種嚴(yán)重的內(nèi)分泌代謝性疾病，除了不當(dāng)使用生酮飲食以外，什么樣的內(nèi)分泌疾病會(huì)導(dǎo)致酮體蓄積進(jìn)而造成酮血癥或酮癥酸中毒？

在回顧已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)的糖代謝、脂肪動(dòng)員等知識(shí)的基礎(chǔ)上，教師揭示重癥糖尿病患者由于脂肪動(dòng)員異常增加，產(chǎn)生大量酮體，因而易發(fā)酮血癥甚至酮癥酸中毒；此處進(jìn)行課堂互動(dòng)設(shè)計(jì)，提出問(wèn)題：糖尿病患者血糖那么高，機(jī)體為什么還要大量分解脂肪酸并產(chǎn)生酮體來(lái)維持能量供應(yīng)？我們引導(dǎo)學(xué)生意識(shí)到重癥糖尿病患者如果不恰當(dāng)?shù)厥褂蒙嬍撤ㄟM(jìn)行減肥，是非常危險(xiǎn)的，啟發(fā)學(xué)生具體問(wèn)題具體分析，在生活和學(xué)業(yè)中都要根據(jù)事情的不同情況采取不同措施，不能一概而論。

教師結(jié)合來(lái)自美國(guó)責(zé)任醫(yī)師協(xié)會(huì)(PCRM)、紐約大學(xué)、賓夕法尼亞大學(xué)等全球知名生物醫(yī)學(xué)研究機(jī)構(gòu)的最新研究，進(jìn)一步列舉不當(dāng)使用生酮飲食可能導(dǎo)致的其他危害，如心血管疾病、營(yíng)養(yǎng)不良、痛風(fēng)、女性月經(jīng)不調(diào)、腎結(jié)石、癌癥等，讓學(xué)生充分了解到生酮飲食一定要在專業(yè)醫(yī)生的評(píng)估和指導(dǎo)下進(jìn)行，切勿草率嘗試，引導(dǎo)學(xué)生理性對(duì)待生酮飲食這一“網(wǎng)紅”減肥手段，在日常生活中建立合理飲食并結(jié)合運(yùn)動(dòng)的健康減重方式，關(guān)注生命健康，切勿盲目跟風(fēng)。

4 教學(xué)效果與反思

本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)以學(xué)生為出發(fā)點(diǎn)，在學(xué)生已有的知識(shí)模塊基礎(chǔ)上，以社會(huì)輿論熱點(diǎn)為導(dǎo)線引出教學(xué)的主要內(nèi)容。課程遵循理論聯(lián)系實(shí)際、探索研究式的教學(xué)原則，采用整體設(shè)計(jì)、突出重點(diǎn)、直觀分析、注重理解的教學(xué)方式，借助于直觀的多媒體動(dòng)畫和流程圖，完成了酮體生成與利用過(guò)程及其生理意義的講授。這種以問(wèn)題為線索、以任務(wù)為驅(qū)動(dòng)、層層遞進(jìn)的講授方式，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律和學(xué)習(xí)習(xí)慣，也能在教學(xué)過(guò)程中有效培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、歸納、總結(jié)的能力。同時(shí)，教師結(jié)合現(xiàn)實(shí)生活中的健康衛(wèi)生問(wèn)題講授生物化學(xué)知識(shí)，可以令學(xué)生充分認(rèn)識(shí)到生物化學(xué)中的許多知識(shí)往往與人體身心健康息息相關(guān)。學(xué)生學(xué)習(xí)酮體代謝及糖脂代謝的相關(guān)途徑后，教師與學(xué)生一起分析生酮減肥的原理及機(jī)制，引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識(shí)辯證分析問(wèn)題，使其建立合理飲食并結(jié)合運(yùn)動(dòng)的健康生活方式，關(guān)注生命健康。但由于課時(shí)限制，生酮減肥法除酮癥酸中毒以外可能導(dǎo)致其他危害的機(jī)制探討不夠透徹，我們可以作為課后討論議題在超星學(xué)習(xí)通APP中發(fā)布，鼓勵(lì)學(xué)生利用課余之間與任課教師繼續(xù)交流。

生物化學(xué)的課程學(xué)習(xí)是21世紀(jì)高級(jí)醫(yī)學(xué)人才培養(yǎng)中重要的一環(huán)。在生物化學(xué)教學(xué)中，除了理論教學(xué)之外，結(jié)合社會(huì)生活情境進(jìn)行課堂拓展，是保證教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵。這種教學(xué)方法既幫助學(xué)生培養(yǎng)了學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)理解、分析甚至解決實(shí)際問(wèn)題的能力，并且促進(jìn)了思政教育與專業(yè)教育充分融合，實(shí)現(xiàn)“智育”與“德育”彼此促進(jìn)[5，6]，達(dá)到知識(shí)傳授、能力培養(yǎng)和價(jià)值引領(lǐng)“三位一體”的教學(xué)目標(biāo)。